曲线缩短轨配置计算[知识浅析]
铁路曲线缩短轨简易计算方法及布置的探讨
铁路曲线缩短轨简易计算方法及布置的探讨铁路曲线缩短轨的计算方法和布置，在教科书上有严密的理论，在铁路工具书上也有介绍。
但在实际工作中仍感到比较繁琐，所以便想探求一种比较简捷易行，便于记忆的计算方法。
通过实际应用，该方法无论计算和布置缩短轨方面，还是比较简易的。
一、曲线缩短量计算图(1)1、总缩短量计算根据图(1)几何关系得：=L==L′=则曲线缩短量△L=L－L′=(R－R′)=26.18α整个曲线（包括圆曲线和两端缓和曲线）的总缩短量为：△LZ=26.18αα=＋=57.3° (1)式中△LZ—曲线总缩短量(mm)α—曲线转向角R－R′—两股钢轨中心距离，一般取1500mm。
Ly—圆曲线长(m)，LH—一端缓和曲线长(m)2、圆曲线缩短量计算根据圆曲线曲线长计算公式：Ly=α==57.3°同理圆曲线上任意点的转角：αi==57.3°根据公式(1)得：△Ly=26.18α(2); △Lyi=26.18αi(3)式中：△Ly—圆曲线缩短量(mm)α—圆曲线转角△Lyi—圆曲线上任意点的缩短量(mm)3、缓和曲线缩短量计算缓和曲线缩短量的计算有两种方法：(1)曲线总缩短量△LZ减去圆曲线缩短量△Ly，其差值除以2即为每端缓和曲线的缩短量△LH。
△LH= (4)(2)计算出缓和曲线切线角β，或缓和曲线上任意点的切线角βi。
根据缓和曲线切线角计算公式：β=·=28.65°，同理缓和曲线上任意点的切线角βi=·=28.65°，根据公式(1)得：△LH=26.18β (5)，△Lhi=26.18βi(6)。
所以只要求出缓和曲线或圆曲线的切线角或转角，即可计算出其缩短量。
但在计算过程中应注意，因为缩短量是累计的，所以在计算圆曲线部分转角时，应把前端缓和曲线的切线角累加进去（注：转向角α在工务设备履历中查找，切线角β查《铁路曲线测设用表》）。
曲线缩短轨的计算与配置(含例题)
曲线缩短轨的计算与配置
一、曲线里股缩短轨计算与配置
（一）、缩短量计算
1、缓和曲线任意一点里股缩短量ΔL=SL2进/(2RL0);缓和曲线里股总缩短量ΔL总=SL0/(2R)。
2、圆曲线里股缩短量ΔL=SL c/R。
3、曲线总缩短量ΔL=S(L0+L c)/R。
式中S——曲线两股轨顶中线间距离，一般按1500mm计；
L进——钢轨进入曲线长度（m）；
L0——缓和曲线全长(m)；
L c——圆曲线全长(m)；
R——曲线半径（m）。
（二）、缩短轨根数计算
缩短轨根数按下式计算：N=ΔL/K
式中K——里股每股根缩短轨的缩短量。
（三）、曲线里股缩短轨配置
曲线缩短轨排列顺序计算见下表：
里程：ZH=28+885.840 HZ=29+219.276
曲线：R=1000m L0=120m L c=93.436m 第一缓和曲线第一根钢轨伸入直线部分长度X L=4.200m 标准缩短轨长度24.960m 轨缝a=0.012m
注：①表中“Δ”代表标准长度钢轨，“×”代表缩短轨；②第二缓和曲线的累计计算缩短量，由缓和曲线终点倒求；③计算“累计计算缩短量”与“实际累计缩短量”之差值为“+”时，外股落后于里股，“—”时相反。
二、标准缩短轨与使用条件
（一）、标准缩短轨长度的规定：见下表
(二)、缩短轨使用条件：
见下表。
第二章 曲线段配轨设计计算
第二章 曲线段配轨设计计算在铁路轨道工程施工中,曲线配轨是现场技术人员的一项重要工作,按照现行曲线缩短轨铺设位置的计算公式和方法,计算的曲线长小于实际曲线长,给现场施工生产带来很大不便。
因此，我们需一起研究一下曲线配轨的设计与计算。
第1节 缩短轨布置原因缩短轨布置的主要原因可归纳为两点：1）我国铁路上采用左右二股钢轨接头对接的形式，因此在曲线和直线上，二股钢轨的接头必须左右对齐。
2）在曲线上，外股钢轨比内股钢轨轨线长，如果采用同样长度的钢轨，内股钢轨将超前于外股钢轨接头，不能形成对接。
第2节 缩短轨布置与选择缩短轨布置的的方法主要是在内股钢轨线上铺入适量的厂制缩短轨，使内外二股钢轨始终保持对接的形式。
我国厂制缩短轨，对于12.5m 标准轨有缩短量为40mm 、80mm 、120mm 、的三种类型的缩短轨。
对于25m 的标准轨有缩短量为40mm 、80mm 、160mm 、的3种类型。
在选用缩短轨类型时，缩短轨的长度可参照下式确定。
L RS L L )110-<（ (2-2-1) 式中：0L ----------标准缩短轨长度（m ）；L -----------标准钢轨长度，有25m 或者12.5m 两种规格；1S -----------两股钢轨中心距离，一般选用1.5m ；R----------曲线半径（m）另外，还可以根据半径R参照表2-2-1选用。
曲线上内外两股钢轨接头的想错两，在正线和到发线上，容许为40mm加所用缩短轨缩短量的一般；在其他站次、次要线及使用非标准长度钢轨的线路上，容许再增加20mm。
在城市轨道交通的轨道上允许相错式钢轨接头。
标准缩短轨选择参照表表（2-2-1）注：1.按表列缩短量宜选用较小的一种2为了不影响直线接头的质量，允许在曲线尾按实际情况插入个别相应的缩轨。
第三章轨道路基工程试验检测计算（土的击实试验）土的击石试验是用锤击使土密度增加的一种方法。
土在一定的击实效应下，如果含水量不同，则所得的密度也不相同，能使土达到最大密度所要求的含水量，称之为最优（佳）含水量，相应的干密度称之为最大干密度。
曲线缩短轨配置计算方案
一、缩短轨的目的和要求
• 我国的接头型式：相对悬空式接头 • 规定接头相错量： • 直线：不大于40mm • 曲线：不大于40mm+缩短轨缩短量/2 • 其他站线、次要线和非标准长度钢轨
的线路上，容许再增加20mm
缩短轨的类型
• 标准缩短轨缩短量：
•
比25m短40、80、160mm
缩短轨
• 其缩短量即为 K
二、缩短量计算
2 1
外股轨线AB长
AB
2 1
1d
内股轨线AB长
AB
2 1
2d
内轨缩短量l
l
2 1
1 2
d
S1
2 1
d
S1
曲线内轨缩短量 l S1
对于圆曲线， lc / R,
• 接头相错量不大于缩短量的一半，大于 缩短量一半时需配置缩短轨
缩短轨布置图
步骤1：绘制表格
• 表头如下：
接头 号数
1
由缓和曲线或圆曲 计算总缩短量
线起点至各接头 接头错 附 类别 缩短 开量 注
量mm mm
2
3
4
步骤2：外轨标准轨接头编 号
• 方法：顺公里方向依次编号1，2，3----
• 圆曲线
圆曲线上任一接头处， 内轨要求缩短为：
l2
l0
S1l2 R
即整个第一缓和曲线的
缩短量 圆曲线长度l2 对应的缩短量
各段曲线内轨缩短量计算公式
第二缓和曲线上任一接头处的内轨要求缩 短量：为整个曲线内轨缩短量减去第二
缓和曲线该接头对应与第二缓和曲线终 点的缩短量。
曲线缩短轨布置
曲线缩短轨布置（区间左）一、铺入缩短轨的原则：凡内外股钢轨接头错开量达到缩短轨标准缩短量K的一半时，即应铺入一根缩短轨。
二、缩短轨适用范围：表1-1注：每处曲线应选用同一种表列缩短量较小的缩短轨。
三、曲线缩短轨设置缩短量计算：1.圆曲线内股钢轨缩短量εy=S1*L y/R （1-1）式中εy—圆曲线内股缩短量（mm）；S1—内外轨中心距（1500 mm）；R—曲线半径（m）；L y—圆曲线长度（m）。
2.缓和曲线内股钢轨缩短量εH=S1*l2/2Rl0 （1-2）式中εH—缓和曲线始点至缓和曲线上任一点内股应有的缩短量（mm）；l—缓和曲线上任一点至始点的轨长；R—曲线半径（m）；l0—缓和曲线长（m）。
3.曲线全长内股钢轨缩短量ε总=2εH +εy =2*S1*l2/2Rl0+ S1*L y/R= S1*（l0+ L y）/R （1-3）4.缩短轨根数确定N=ε总/K （1-4）式中N—缩短轨的根数；K—缩短轨的标准缩短量（mm）。
外股轨所需要标准轨的根数N0为N0=（2 l0+ L y）/l标+a （1-5）式中l标—标准轨长度（m）；a—轨缝（m）。
缩短轨根数N应不大于曲线外股铺设钢轨总根数，即N≤N0 （1-6）否则应选用缩短量更大的缩短轨。
四、计算：JD188（交点号）曲线要素： az=93°3′36″（夹角）； R=500（曲线半径）；l=120（缓和曲线长）；T=593.32（切线长）； L=936.47（曲线总长）；ZH=213+651.09 HY=213+771.09 YH=214+467.56 HZ=214+587.56；216+100至216+650段坡度为10‰；215+700至216+100段坡度为11.5‰；214+600至215+700段坡度为12‰；212+850至214+600段坡度为11‰；轨缝宽8mm，从直线段顺序铺入75型25m标准轨。
解：1.标准轨进入曲线直缓点的长度2号道岔（75 1/12 右开 SC559）中心里程：改SDK216+118.65；技术参数：岔前a=16.592m 岔前里程：216+118.65-16.592=216+102.058直线段铺轨长度计算式：l′=l(1+i2)1/2（1-7）式中：l′—铺轨长度（m）；l —坡段长度（m）；i —线路坡段的坡度（‰）。
铁路配置曲线缩短轨
铁路配置曲线缩短轨
一、曲线名称：
二、配置曲线缩短轨要求
1．质量要求：符合《维规》第5.2.1条之规定，即曲线接头错差不能大于40mm 加缩短量的一半。
缩短轨应选用正确。
（1）25m 钢轨的缩短量为：40mm 、80mm 、160mm 。
（2）12.5m 钢轨的缩短量为：40mm 、80mm 、120mm 。
曲线JD 半径R ＝ m ，两端缓和曲线长各为L h = m ，圆曲线长L y = m ，每个轨缝为δ= mm ，曲线起点至第一根钢轨进人曲线的长度为 m ，铺设标准轨长度为L 标＝ m 。
其中S1为1500mm （两股钢轨中心线间距）
①选用缩短轨；②计算缩短量；③计算缩短轨根数；④对HY 和YH 两点校核（计算应写明公式）。
三、
根据给定资料R ＝ m 、L h ＝ m 、Ly= m ，代人各公式计算可得：
圆曲线内股缩短量△L y ＝
R
L S y 1=
⨯= mm
缓和曲线内股缩短量△L h ＝
R L S h 21＝
⨯⨯＝ mm 总缩短量△Lz=△L y 十2△L h ＝ mm
半径为 m 的曲线，当外股铺设25m 标准轨时，根据《维规》的规定，缩短轨应选24.920m ，缩短量为80mm 。
则该曲线需缩短轨根数N=
K L z ∆＝
= ，取 根。
2.缩短轨配置及接头相错量计算。
缩短轨配置
5.1 概述在我国铁路上，左右两股钢轨接头布置采用对接式，容许前后相错量，直线地段不应大于40mm 。
在曲线上，外股轨线长于内股轨线，如果用同样长度的钢轨，内轨钢轨接头必将超前于外轨接头。
为使曲线地段钢轨形成对接接头，需在内股轨线上铺设适量的厂制缩短轨，使内外两股钢轨接头形成对接，在我国铁路正线和到发线上，其容许的相错量不应大于40mm 加所采用的缩短轨缩短量的一半。
其他线、地方铁路、专用铁路、铁路专用线上，接头相错量，直线地段应不大于60mm ，曲线地段应不大于60mm 加所采用的缩短轨缩短量的一半。
5.2 缩短轨配置的技术条件根据《铁路轨道施工及验收规范》（TB10302-96）的规定，缩短轨的适用范围如表5-1所示。
表5-1 缩短轨适用范围注：每一处曲线应选用同一种表列缩短量较小的缩短轨。
曲线上使用缩短轨后，曲线尾剩余的接头相错量，宜利用钢轨长度偏差量在曲线内（困难时可延伸到直线上）调整消除。
必要时插入一根相应缩短量的缩短轨，不得用轨缝调整的办法消除接头的相错量。
5.3 钢轨缩短量的计算如图5-1所示，AB 和A'B'分别为曲线轨道上的外股轨线和内股轨线，AA'和BB'为两个任意断面，半径之间的夹角为ϕ，并等于：21ϕϕϕ=- (5-1)外股轨线AB 长为：211AB d ϕϕρϕ=⎰ (5-2)内股轨线A'B'长为：212A B d ϕϕρϕ''=⎰ (5-3)式中 1ϕ——外股轨线上A 点的切线与曲线始点切线间的夹角； 2ϕ——外股轨线上B 点的切线与曲线终点切线间的夹角； 1ρ——外股轨线半径； 2ρ——内股轨线半径。
由ϕ角对应的内外股轨线弧长之差，即为ϕ角范围内的内轨缩短量l ∆，即：()221112l d Sd S ϕϕϕϕρρϕϕϕ∆=-==⎰⎰ (5-4)式中 S ——内外两股轨线中线间距离，取1500mm ；不计轨距加宽量。
缩短轨及配轨
说明：设计依据：4、请把它的缺点反馈给我，把它的优点介绍给需要它的人！5、只需要在红色区域内填写即可，根据实际情况，如果计算内容，在表格内不完全显示，请继下复制表格即可。
1、铁路曲线地段外股轨线比内股线长，为了保证钢轨接头采用对接方式，内股钢轨宜采用厂制轨，为此需进行缩短轨计算。
我国厂制缩短轨，对于12.5m标准轨有缩短量为40、80、120mm的三种类型缩短轨，对于25m标准轨有缩短量为40、80、160mm的三种类型缩短轨。
选用缩短轨类型时，缩短轨的长度可以参照下式确定：L O<L(1-S1/R) 式中L O－标准缩短轨长度（m），按计算结果选用缩短量较小的缩短轨； L-标准钢轨长度，25m或12.5m； S1-两股钢轨中心距离，一般用1.5m； R-曲线半径（m）2、缩短量计算：Δl Z＝S1*(L O+L C)/R 式中：L O-缓和曲线长度；L C、R＝圆曲线的长度和半径。
3、缩短轨的数量及其配置原则：计算出整个曲线的总缩短量后，选用缩短量为k的缩短轨，即出整个曲线上所需的缩短轨根数N: N=Δl Z/k N值不能大于外轨线上铺设的标准轨根数N O,否则应改用缩短量更大的缩短轨。
考虑到曲线和圆曲线的缩短量计算不同，故需要分段计算。
（1）第一缓和曲线（ZH～HY):将坐标原点置于ZH点，则任一接头处内轨累计缩短量计算如下：Δl＝1500l2/（2RL O）（mm） 式中：l－第一缓和曲线上任一钢轨接头至缓和曲线起点（ZH）的距离（m）；R-圆曲线半径（m）；LO-缓和曲线全长（m）。
（2）圆曲线（HY～YH）：坐标原点仍在ZH点，则任一接头处内轨累计缩短量为：Δl＝1500l O/(2R)+1500l/R （mm）式中：l-圆曲线上钢轨接头距离圆曲线起点（HY）的距离（m）。
（3）第二缓和曲线（HY～HZ):将坐标原点置于缓和曲线的终点（），算出每个钢轨接头的内轨缩短量，在由总缩短量减去该值，则得该钢轨接头至缓和曲线起点的内轨累计缩短量为：Δl＝Δl z－1500l2/(2R l O) （mm） 式中：Δlz－曲线总的缩短量（m）； l－第二缓和曲线上任一钢轨至HZ点的曲线长（m）。
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l为计算的整个曲线总缩短量
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计算外轨标准轨根数N0
NM0
lc 2l0
L
其中：
lc 圆曲线长度； l0 缓和曲线长度； L 标准轨长度；
轨缝大小。
比较N与N0 ，行业学N习要小于N0
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配置缩短轨
• 方法：顺公里方向，从缓和曲线起点 （ZH）开始，逐根配置。
• 计算缩短量与实际缩短量比较
作业：缩短轨布置
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缓和曲线起点ZH点的距离；
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各段曲线内轨缩短量计算 公式
• 圆曲线
圆曲线上任一接头处， 内轨要求缩短为：
l2
l0
S1l2 R
即整个第一缓和曲线的
缩短量 圆曲线长度l2 对应的缩短量
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各段曲线内轨缩短量计算公式
第二缓和曲线上任一接头处的内轨要求缩 短量：为整个曲线内轨缩短量减去第二
• 接头相错量不大于缩短量的一半，大于 缩短量一半时需配置缩短轨
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缩短轨布置图
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步骤1：绘制表格
• 表头如下：
接头 号数
1
由缓和曲线或圆曲 计算总缩短量
线起点至各接头的
（mm）
距离（m）
钢轨 实际 接头错 附 类别 缩短 开量 注
量mm mm
2
3
4
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步骤2：外轨标准轨接头编 号
项目三 曲线轨道之缩短轨配置
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一、缩短轨的目的和要求
• 我国的接头型式：相对悬空式接头 • 规定接头相错量： • 直线：不大于40mm • 曲线：不大于40mm+缩短轨缩短量/2 • 其他站线、次要线和非标准长度钢轨
的线路上，容许再增加20mm
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缩短轨的类型
• 标准缩短轨缩短量：
• 方法：顺公里方向依次编号1，2，3----
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步骤3：计算各个接头处对应的 内轨要求缩短量
• 原则：分成三大段 1）第一缓和曲线 2）圆曲线 3）第二缓和曲线
• 三段曲线内轨缩短量计算公式不同。
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各段曲线内轨缩短量计算公式
• 第一缓和曲线
l1
S1l
2
1
2Rl0
式中：
l1为第一缓和曲线上 任一接头距离第一
• L0<L(1-S1/R) • 根据外轨标准轨长度，选取缩短量小的缩短轨• Fra bibliotek缩短量即为 K
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二、缩短量计算
2 1
外股轨线AB长
AB
2 1
1d
内股轨线AB长
AB
2 1
2d
内轨缩短量l
l
2 1
1 2
d
S1
2 1
d
S1
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曲线内轨缩短量 l S1
对于圆曲线， lc / R,
lc为圆曲线长度
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对于整条缓和曲线，
l1 0, l2 l0 总缩短量为：
l0
S1l02 2Rl0
S1l0 2R
整个曲线包括：中间圆曲线和
两端两条缓和曲线，则曲线总缩短量：
l
lc
2l0
S1lc R
2 S1l0 2R
S1 R
lc
l0
S1=1500mm
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计算内轨缩短轨根数N
缓和曲线该接头对应与第二缓和曲线终 点的缩短量。
l3 l0 lc l3 l l3
l lc 2l0
l3
l2 3
2Rl0
l3为第二缓和曲线上任一接头
至第二缓行和业学曲习 线终点HZ点的距离18
本节总结
• 缩短轨设置目的 • 缩短量计算公式 • 缩短轨计算步骤 • 缩短轨缩短量选取 • 内外轨数量计算 • 各个曲线段缩短量计算方法 • 缩短轨布置方法
•
比25m短40、80、160mm
•
比12.5m短40、80、120mm
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缩短轨的数量及其配置
计算的一般过程
• 选缩短轨（ 缩短量K ） • 计算总缩短量 l • 计算内轨缩短轨根数（N） • 计算外轨标准轨根数（N0） • 比较N与N0 ，N要小于N0 • 配置缩短轨
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一、选取缩短轨